JPH0768970B2 - Ladder frame - Google Patents
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- JPH0768970B2 JPH0768970B2 JP2159889A JP15988990A JPH0768970B2 JP H0768970 B2 JPH0768970 B2 JP H0768970B2 JP 2159889 A JP2159889 A JP 2159889A JP 15988990 A JP15988990 A JP 15988990A JP H0768970 B2 JPH0768970 B2 JP H0768970B2
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- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/22—Internal combustion engines
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、シリンダブロックに接合されてクランクシャ
フトの軸受部を構成するラダーフレームに関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a ladder frame that is joined to a cylinder block to form a bearing portion of a crankshaft.
［従来の技術］ 内燃機関のクランクシャフトを軸受けするための構造部
品として、ラダーフレームが知られている。[Prior Art] A ladder frame is known as a structural component for bearing a crankshaft of an internal combustion engine.
第８図に示すように、従来この種のラダーフレームは、
シリンダブロック１の下面に接合されると共に、クラン
クシャフト２の下半分を囲繞して軸受けする軸受部３を
有して形成されている。As shown in FIG. 8, conventionally, this type of ladder frame is
It is formed to have a bearing portion 3 joined to the lower surface of the cylinder block 1 and surrounding and bearing the lower half of the crankshaft 2.
この軸受部３は、クランクシャフト２を横断する方向に
設けられた複数のクロスビーム４の上に形成され、クラ
ンクシャフト２のジャーナル（図示せず）に対応する数
だけ設けられている。そしてこれらクロスビーム４は、
その両端同士を結ぶサイドビーム５によって連結されて
おり、従来のベアリングキャップによって軸受部を形成
する構造よりも剛性が高くできるようになっている。The bearing portions 3 are formed on a plurality of cross beams 4 provided in a direction crossing the crankshaft 2, and the bearing portions 3 are provided by the number corresponding to the journals (not shown) of the crankshaft 2. And these cross beams 4
They are connected by the side beams 5 connecting both ends thereof, and the rigidity can be made higher than that of the structure in which the bearing portion is formed by the conventional bearing cap.
［発明が解決しようとする課題］ ところで近来にあっては、軽量化のために内燃機関の構
成部品をアルミニウム合金などの軽金属で成形すること
が求められている。[Problems to be Solved by the Invention] Recently, in order to reduce the weight, it is required to mold components of an internal combustion engine with a light metal such as an aluminum alloy.
ただしシリンダブロック１及びベアリングキャップが軽
合金製であると、クランクシャフト２は通常特殊鋳鉄又
はスチールであるために、熱膨張係数が大きく異なっ
て、低温時にはクリアランスが小さめで、高温時にはク
リアランスが大きめとなり、従来の鋳鉄製シリンダブロ
ック１及びベアリングキャップに較べて、低温時にフリ
クションが高くない、高温時に油圧が上がらなくなるな
どといった問題が生じる。However, if the cylinder block 1 and the bearing cap are made of a light alloy, the crankshaft 2 is usually made of special cast iron or steel, so the coefficient of thermal expansion differs greatly, and the clearance is small at low temperatures and large at high temperatures. As compared with the conventional cast iron cylinder block 1 and the bearing cap, there are problems that the friction is not high at low temperature and the hydraulic pressure does not rise at high temperature.
またベアリングキャップを軽合金製とした場合、軸受が
受ける荷重を支えるために高さ、幅を厚くする必要が生
じ、小型軽量の目的を損なうこととなる。さらにベアリ
ングキャップを接合させるための締付ボルト６は鉄製で
あり、これとの熱膨張の差で、ボルトが緩んだり過大な
力がかかったりしてしまう。Further, when the bearing cap is made of a light alloy, it is necessary to increase the height and width in order to support the load received by the bearing, which defeats the purpose of small size and light weight. Further, the tightening bolt 6 for joining the bearing cap is made of iron, and the difference in thermal expansion from this causes the bolt to loosen or exert excessive force.
従って一般には、シリンダブロック１がアルミ製であっ
ても、ベアリングキャップは鋳鉄製であることが多かっ
た。Therefore, in general, even if the cylinder block 1 is made of aluminum, the bearing cap is often made of cast iron.
このため、ベアリングキャップに相当するラダーフレー
ムも、鋳鉄製としなければならないが、鋳鉄製であると
ベアリングキャップの場合よりも重量が増えてしまい、
軽量化を図ることができなくなってしまう。Therefore, the ladder frame corresponding to the bearing cap must also be made of cast iron, but if it is made of cast iron, the weight will increase compared to the case of the bearing cap,
The weight cannot be reduced.
また上記課題に対して、軽合金製のダラーフレームに鋳
鉄製の軸受部を鋳込むことも考えられるが、ラダーフレ
ームが本来有する剛性を損なうおそれがあると共に、特
にＶ型エンジンである場合は、その爆発力が作用して鋳
込み境界面に悪影響を与えるおそれがある。In addition, in order to solve the above problems, it is possible to cast a cast iron bearing portion into a light alloy dollar frame, but this may impair the inherent rigidity of the ladder frame, and in particular, in the case of a V-type engine, The explosive force may act to adversely affect the casting interface.
そこで本発明は、上記事情に鑑み、熱膨張差の軽減など
によって適切な軽量化が実現でき、しかもその剛性向上
構造を損なうことのないラダーフレームを提供すべく創
案されたものである。Therefore, in view of the above circumstances, the present invention was devised to provide a ladder frame that can realize appropriate weight reduction by reducing the difference in thermal expansion and that does not impair the rigidity improving structure.
なお本発明に対比されるべき従来技術として、「エンジ
ンのクランクシャフト軸受構造」（実開昭64−32914号
公報）がある。ただしこの提案は、単にアルミ合金製の
シリンダブロック及びベアリングキャップの軸受部に鉄
製の軸受部材を鋳込むとしているだけであり、本発明の
課題を解決するには不充分であると考えられる。As a conventional technique to be compared with the present invention, there is an "engine crankshaft bearing structure" (Japanese Utility Model Publication No. 32-32914). However, this proposal merely casts the iron bearing member into the bearing portion of the aluminum alloy cylinder block and the bearing cap, and is considered insufficient to solve the problems of the present invention.
［課題を解決するための手段］ 本発明は、シリンダブロックにボルト締結により接合さ
れる軽合金製のラダーフレーム本体に、クランクシャフ
トの軸受部を区画しラダーフレーム本体の高さより小さ
い高さで成る鉄製のベアリンキャップ部材を一体的に設
け、ベアリングキャップ部材の接合面と反対側にクラン
クシャフトよりも外側に位置する上下方向の面を有した
段部を形成し、上下方向の面の内側及び外側の位置にそ
れぞれ締付ボルトを配設したものである。[Means for Solving the Problems] The present invention comprises a ladder frame main body made of a light alloy, which is joined to a cylinder block by bolt fastening, with a bearing portion of a crankshaft defined to have a height smaller than the height of the ladder frame main body. An iron bear ring cap member is integrally provided, and a step portion having a vertical surface positioned outside the crankshaft is formed on the side opposite to the joint surface of the bearing cap member, and inside and outside of the vertical surface. The tightening bolts are arranged at the respective positions.
［作 用］ 上記構成によって、ベアリングキャップ部材は、軸受部
が受ける荷重を支えると共にラダーフレームの左右方向
の一体構造を確保する。締付ボルトのうちの外側のもの
は、上下方向の面よりも外側に配置されていることで、
荷重の水平成分の一部を負担する。[Operation] With the above configuration, the bearing cap member supports the load received by the bearing portion and secures an integral structure in the left-right direction of the ladder frame. The outer ones of the tightening bolts are arranged outside the vertical surface,
It bears part of the horizontal component of the load.
［実施例］ 以下、本発明の実施例を、添付図面に従って説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
第１図乃至第３図は、本発明に係わるラダーフレームの
一実施例を示したものであり、Ｖ形エンジンに適用した
場合において示している。1 to 3 show an embodiment of a ladder frame according to the present invention, which is applied to a V-type engine.
このラダーフレームは、シリンダブロック１に締付ボル
ト11,12によって接合されるアルミなどの軽合金製のラ
ダーフレーム本体13に、鋳鉄製のベアリングキャップ部
材14が設けられていると共に、ベアリングキャップ部材
14の最大高さｈが、ラダーフレーム本体Ｈの高さよりも
小さくされて構成されている。そして本実施例にあって
は、ベアリングキャップ部材14は、締付ボルト位置の高
さを縮減する段部15を有して形成されている。In this ladder frame, a cast iron bearing cap member 14 is provided on a ladder frame body 13 made of a light alloy such as aluminum that is joined to the cylinder block 1 by tightening bolts 11 and 12, and the bearing cap member is also provided.
The maximum height h of 14 is smaller than the height of the ladder frame body H. Further, in this embodiment, the bearing cap member 14 is formed to have the step portion 15 that reduces the height of the tightening bolt position.
ラダーフレーム本体13は、従来と同様にクランクシャフ
ト２に交差するクロスビーム16と、これらをその両端同
士を結んで連結するサイドビーム17とで構成されてお
り、クロスビーム16の中央に、ベアリングキャップ部材
14が鋳込みによって一体的に形成されている。The rudder frame body 13 is composed of a cross beam 16 that intersects the crankshaft 2 and a side beam 17 that connects both ends of the cross beam 16 as in the conventional case. Element
14 is integrally formed by casting.
このベアリングキャップ部材14は、クロスビーム16の部
材厚さと同等の厚さで成形されていると共に、上面が半
円形に切り掛かれて、突き合わされるシリンダブロック
１の下面とで軸受部18を区画形成するようになってい
る。またその幅（図中左右方向長さ）は、クロスビーム
16の長さよりも僅かに小さく形成されている。そしてそ
の底面19は、段部15を除いて略水平に成形され、この下
方にラダーフレーム本体13がクロスビーム16として残さ
れていることで、ラダーフレームの連結構造が保たれて
いる。The bearing cap member 14 is formed to have a thickness equivalent to the member thickness of the cross beam 16, and the upper surface of the bearing cap member is cut into a semicircular shape to define the bearing portion 18 with the lower surface of the cylinder block 1 to be abutted. It is supposed to do. In addition, its width (length in the left-right direction in the figure) is the cross beam
It is formed to be slightly smaller than the length of 16. The bottom surface 19 is formed substantially horizontal except for the step portion 15, and the ladder frame main body 13 is left as a cross beam 16 below the bottom surface 19 to maintain the ladder frame connection structure.
段部15は、ベアリングキャップ部材14の左右両端におい
て、その部位が最大高さｈの半分程度になるように形成
され、底面19よりも上位に位置する水平面20と、ベアリ
ングキャップ部材14の両端面21より内側に位置する垂直
面22とで実質的に形成されている。締付ボルト11,12
は、各クロスビーム16に、軸受部18を挟んで図中左右両
側に二本ずつ、計四本設けられており、段部15はこれら
締付ボルト11,12のうち、軸受部18から遠い側のもので
ある両外側の締付ボルト12の位置に形成されている。従
って段部15の垂直面22は、外側の締付ボルト12よりも内
側（軸受部18側）に、且つクランクシャフト２よりも充
分外側に位置されていることになる。The step portion 15 is formed at the left and right ends of the bearing cap member 14 so that the portions thereof are about half of the maximum height h, and the horizontal surface 20 positioned higher than the bottom surface 19 and both end surfaces of the bearing cap member 14. Substantially formed by a vertical surface 22 located inside 21. Tightening bolt 11,12
Are provided on each cross beam 16 with two bearings on both sides in the figure with the bearing portion 18 interposed therebetween, and the step portion 15 is farthest from the bearing portion 18 of these tightening bolts 11 and 12. It is formed at the position of both outer side tightening bolts 12 which are the ones on the side. Therefore, the vertical surface 22 of the step portion 15 is positioned inside the outer tightening bolt 12 (on the bearing portion 18 side) and sufficiently outside the crankshaft 2.
また本実施例にあっては、ベアリングキャップ部材14の
厚さ方向中央位置に、小片状の張出し部23が形成されて
いる。この張出し部23は底面19の中央と、垂直面22の下
部と、両端面21の上部とにそれぞれ設けられ、厚さ方向
（クランクシャフト２の軸方向）の荷重に抗して、ベア
リングキャップ部材14をラダーフレーム本体13に強固に
接合させるようになっている。Further, in the present embodiment, a small piece-shaped projecting portion 23 is formed at the center position of the bearing cap member 14 in the thickness direction. The overhanging portions 23 are provided at the center of the bottom surface 19, the lower portion of the vertical surface 22, and the upper portions of both end surfaces 21, respectively, and resist the load in the thickness direction (axial direction of the crankshaft 2) to prevent the bearing cap member. The 14 is firmly joined to the ladder frame body 13.
次に本実施例の作用を説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.
このラダーフレームを製造するに際しては、まず軸受部
18の下半分と端面21,19及び段部15を有した所定形状の
ベアリングキャップ部材14を鉄にて鋳造し、これをラダ
ーフレーム本体13のアルミ鋳造の際に一体的に鋳込む。When manufacturing this ladder frame, first of all,
A bearing cap member 14 having a predetermined shape having a lower half 18, end faces 21 and 19, and a step portion 15 is cast from iron, and is integrally cast when the ladder frame body 13 is cast from aluminum.
そしてこのラダーフレームをＶ形エンジンに適用する
と、軸受部18からの荷重は鋳鉄製のベアリングキャップ
部材14が支えると共に、全体の剛性は、一体化されてい
るクロスビーム16及びサイドビーム17のラダーフレーム
構造により保たれる。When this ladder frame is applied to a V-type engine, the load from the bearing portion 18 is supported by the bearing cap member 14 made of cast iron, and the overall rigidity is the ladder frame of the integrated cross beam 16 and side beam 17. Retained by the structure.
また第４図及び第５図に示すように、軸受部18には、水
平成分f1を有する荷重Ｆが掛かるが、その水平成分f
1は、外側の締付ボルト12よりも内側に位置する段部15
の垂直面22において受けることができ、この締付ボルト
12の締付力が荷重（f1）の一部を支える。従って第６図
及び第７図に示したように、段部が設けられていないベ
アリングキャップ部材31であった場合は、この水平成分
f1が全てサイドビーム17に掛かることで、変形が生ずる
おそれがあるが、本発明の段部15は、このような変形を
防止するものである。Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the bearing portion 18 is loaded with a load F having a horizontal component f 1.
1 is a step 15 located inside the outer tightening bolt 12.
This tightening bolt can be received on the vertical surface 22 of
Tightening force of 12 supports a part of load (f 1 ). Therefore, as shown in FIGS. 6 and 7, when the bearing cap member 31 is not provided with a step, the horizontal component
Deformation may occur due to the fact that f 1 is entirely applied to the side beam 17, but the step portion 15 of the present invention prevents such deformation.
このように、アルミ合金製のラダーフレーム本体13に鋳
鉄製のベアリングキャップ部材14を鋳込んで、その最大
高さｈをラダーフレーム本体13の高さＨよりも小さくし
たので、ラダーフレームが有する剛性を損なうことがな
いと共に、鉄製のクランクシャフト２であってもこれと
熱膨張係数が大きく異なることがなく、しかも軸受部18
の荷重Ｆがベアリングキャップ部材14によって支えられ
ることで、クロスビーム16の厚さなどを増加させる必要
がない。即ち熱膨張差の軽減及び荷重強度の確保によ
り、大幅な軽量化が実現されると共に、ラダーフレーム
構造の剛性を発揮することができる。特に、本実施例で
示したようなＶ型エンジンにおける小形軽量高出力、低
振動騒音エンジンを実現するための基本構造として採用
できるものである。In this way, since the cast iron bearing cap member 14 is cast into the aluminum alloy ladder frame body 13 and the maximum height h thereof is made smaller than the height H of the ladder frame body 13, the rigidity of the ladder frame is increased. Of the crankshaft 2 made of iron, and the coefficient of thermal expansion of the crankshaft 2 is not significantly different from that of the crankshaft 2.
Since the load F is supported by the bearing cap member 14, it is not necessary to increase the thickness of the cross beam 16. That is, by reducing the difference in thermal expansion and ensuring the load strength, a significant weight reduction can be realized and the rigidity of the ladder frame structure can be exhibited. In particular, it can be adopted as a basic structure for realizing a compact, lightweight, high output, low vibration noise engine in the V-type engine as shown in this embodiment.
またベアリングキャップ部材14に段部15を設けたので、
水平方向の荷重f2による変形が防止される。そして鋳ぐ
るみ構造の境目である底面19には、主として垂直分力f2
が掛かることとなり、有害な剪断力が働くことがなく、
鋳込み部材（ベアリングキャップ部材14）の分離を防止
してその健全性を確保することができる。Since the bearing cap member 14 is provided with the step portion 15,
Deformation due to horizontal load f 2 is prevented. The vertical component force f 2
It will be applied, and harmful shearing force will not work,
It is possible to prevent the cast member (bearing cap member 14) from separating and ensure its soundness.
さらに段部15を軸受部18から遠い側の締付ボルト12の位
置に設けたので、締付ボルト12との熱膨張差を軽減でき
ると共に、より一層の軽量化が達成される。即ちクロス
ビーム16においては、軸受部18に近い側のほうが温度が
高いので、アルミ製のラダーフレーム本体13と鉄製の締
付ボルト11とではその熱膨張差が大きくなる。このため
この部位では、全体の高さＨに占める軽合金の割合を小
さくしてこの熱膨張差を少なくする必要があると共に、
遠い側では温度が低く、熱膨張率の違いの影響が少ない
ので、この割合を大きくできるものである。Further, since the step portion 15 is provided at the position of the tightening bolt 12 on the side far from the bearing portion 18, the difference in thermal expansion with the tightening bolt 12 can be reduced, and further weight reduction can be achieved. That is, in the cross beam 16, the temperature is higher on the side closer to the bearing portion 18, so that the difference in thermal expansion between the aluminum ladder frame body 13 and the iron tightening bolt 11 is large. Therefore, at this portion, it is necessary to reduce the ratio of the light alloy to the entire height H to reduce the difference in thermal expansion, and
Since the temperature is low on the far side and the influence of the difference in the coefficient of thermal expansion is small, this ratio can be increased.
そして本実施例にあっては、ベアリングキャップ部材14
に張出し部23を形成したので、鋳ぐるみ後の抜けなどを
防止することができる。In this embodiment, the bearing cap member 14
Since the overhanging portion 23 is formed, it is possible to prevent the slip-out after casting.
なお本実施例にあっては、各クロスビーム16に四本の締
付ボルト11,12を配設するものとしたが、六本以上設け
るものとしてもよく、段部を両側二箇所に設けて、それ
ぞれの垂直面（上下方向の面）を挟むように配置させれ
ばよい。In this embodiment, the four tightening bolts 11 and 12 are provided on each cross beam 16, but six or more tightening bolts may be provided, and step portions are provided at two positions on both sides. The vertical planes (vertical planes) may be sandwiched between them.
［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を
発揮する。[Effects of the Invention] In summary, according to the present invention, the following excellent effects are exhibited.
クランクシャフトとの熱膨張差が軽減され、軸受部にお
ける強度が確保されて大幅な軽量化が実現される共に、
ラダーフレーム構造の剛性が損なわれるのを防ぐことが
できる。そして、軸受部からの荷重の水平方向成分を外
側の締付ボルトに一部分担させることができ、ラダーフ
レーム本体の変形防止及びベアリングキャップ部材との
一体成形の健全性が確保される。The difference in thermal expansion from the crankshaft is reduced, the strength of the bearing is secured, and a significant weight reduction is achieved.
It is possible to prevent the rigidity of the ladder frame structure from being impaired. Then, the horizontal component of the load from the bearing portion can be partly carried by the outer tightening bolt, so that deformation of the ladder frame body is prevented and soundness of integral molding with the bearing cap member is ensured.
第１図は本発明に係わるラダーフレーム一実施例を示し
た部分破断正面図、第２図はその部分平面図、第３図は
第２図中のIII−III線矢視断面図、第４図は本発明の作
用を説明するための正面図、第５図はその部分平面図、
第６図は段部がない場合のラダーフレームを示した正面
図、第７図はその部分平面図、第８図は従来のラダーフ
レームを示した斜視図である。 図中、１はシリンダブロック、２はクランクシャフト、
11,12は締付ボルト、13はラダーフレーム本体、14はベ
アリングキャップ部材、15は段部、18は軸受部である。FIG. 1 is a partially cutaway front view showing an embodiment of a ladder frame according to the present invention, FIG. 2 is a partial plan view thereof, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. FIG. 5 is a front view for explaining the operation of the present invention, FIG. 5 is a partial plan view thereof,
FIG. 6 is a front view showing a ladder frame when there is no step portion, FIG. 7 is a partial plan view thereof, and FIG. 8 is a perspective view showing a conventional ladder frame. In the figure, 1 is a cylinder block, 2 is a crankshaft,
11, 12 are tightening bolts, 13 is a ladder frame main body, 14 is a bearing cap member, 15 is a step portion, and 18 is a bearing portion.
Claims (1)
される軽合金製のラダーフレーム本体に、クランクシャ
フトの軸受部を区画し上記ダラーフレーム本体の高さよ
り小さい高さで成る鉄製のベアリンキャップ部材を一体
的に設け、該ベアリングキャップ部材の接合面と反対側
に上記クランクシャフトよりも外側に位置する上下方向
の面を有した段部を形成し、上記上下方向の面の内側及
び外側の位置にそれぞれ締付ボルトを配設したことを特
徴とするラダーフレーム。1. A bare alloy cap member made of a light alloy, which is joined to a cylinder block by bolting, and which has a bearing portion of a crankshaft and which has a height smaller than the height of the dollar frame body, is integrated with a ladder frame body. And a step portion having a vertical surface positioned outside the crankshaft is formed on the side opposite to the joint surface of the bearing cap member, and the stepped portion is formed inside and outside the vertical surface. Ladder frame with tightening bolts.
Priority Applications (1)
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| JP2159889A JPH0768970B2 (en) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | Ladder frame |
Applications Claiming Priority (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103573463A (en) * | 2012-08-07 | 2014-02-12 | 本田技研工业株式会社 | Internal combustion engine |
| JP2014034886A (en) * | 2012-08-07 | 2014-02-24 | Honda Motor Co Ltd | Internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0450509A (en) | 1992-02-19 |
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